| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
2.7. Проблемна лекція 2.4. по модулю 2 "Основи традиційної екології": - Організми |
||
|
2.7.1. Відповідність між організмами і змінюється середовищем.
ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
Форми життя обумовлюються зміною фізичних умов у просторі і в часі. Пояснення всій складності природи, відповідності між організмами і середовищем укладено в основі теорії еволюції шляхом природного відбору, запропонованої Ч.Дарвіна в 1859 р. В основі цієї теорії лежать кілька припущень. Їх слід запам'ятати: 1) Організми мінливі (немає двох однакових кроликів), 2) Відмінності між організмами передаються спадково; 3) Організми можуть розмножуватися настільки, що в змозі заповнити всю Землю, але цього не відбувається тому що багато гинуть не встигнувши зробити потомство ; 4) Особини залишають потомство і число їх залежить від багатьох факторів, у т.ч. від взаємодії з середовищем. Для одних організмів середу може виявитися сприятливою, тоді індивідуум виживає і залишає велике число нащадків; для інших - несприятливою, тоді він або не виживає або залишає меншу кількість нащадків. Це і є еволюція шляхом природного відбору. Різноманітність організмів відображає відмінності тих умов, в яких проходила життя і розвиток кожного з видів. Але добре відомо, що середовище постійно змінюється. Відповідно, організм змінюється адекватно. Зміни середовища бувають різними. Виділяють: а) циклічні зміни (тобто періодично повторювані), б) спрямовані (напрямок залишається стабільним, протягом тривалого періоду. Це наприклад , прогресуюча ерозія берегів, зміни, пов'язані з заледенінням, в) хаотичні (тобто аритмія - відсутність певного напряму (коливання термінів настання мусонних дощів, траєкторія циклонів). Циклічні зміни визначає ряд змін, особливостей способу життя, які теж стають циклічними (щорічне скидання листя, густота хутра). Існує два основних способи за допомогою яких організми приурочують свої реакції до змін у навколишньому середовищі: а) зміни у відповідь на зміну умов зовнішнього середовища; б) реагування на сигнальний фактор, що передбачає зміну зовнішніх умов. Цікавий приклад з сезоном дощів. Якби рослина проростало у відповідь на дію якогось чинника, що свідчить про настання дощів, навряд Чи судилося йому було б вижити. Тому реакція не на прикмету, а на дощ як такої. Безпосереднє реагування на зміну умов. Тут є і втрати. ссавців доведеться тремтіти, поки виросте хутро, і зворотне, прореагувавши на зменшення дня (сигнал) реагування може початися завчасно. Вибір того чи іншого способу існує в умовах з відносною стабільністю. Спосіб переживання якого-небудь циклічної зміни залежить від його життєвого циклу. Одноклітинні водорості мають дуже короткий життєвий цикл (день і ніч). Життя дуба, слона, кита, людини - вміщує багаторазову зміну весни, літа, осені, зими і організму необхідно вибрати або впадати в сплячку або підвищити активність і пристосованість. І тут свої протиріччя. Перше - підтримка активності в перебігу дуже короткого відрізка року і при цьому точно відповідати складаним умовам; друге - в тому, щоб зберігати активність у будь-яких умовах, справлятися з чим завгодно, але можливо, не збагачуючись ні в чому. Теплоізолююча здатність зимового хутра чорного ведмедя на 92% вище, ніж річного. Уникати несприятливих умов можна переміщенням (міграції птахів, північних оленів, бізонів і т.д.). Але прикріпленим організмам це не дано, зате сезонні ритми яскраво виражені в особливостях їх будови. Особливо яскравим прикладом відповідності є залежність організмів одного виду від організмів іншого виду (пари видів). Це, наприклад, залежність коала від листя евкаліпта або гігантської панди від пагонів бамбука (споживач - їжа; вузька і харчова ніша). Теж між паразитами і їх господарями тобто життя в суворо визначених видах. У таких випадках середу вичерпується іншим організмом. Отже, зміна в одних організмах призводять до змін у житті інших організмів і будь-який з взаємодіючих видів може створити умови відбору, напрямних еволюцію іншого виду. В ході такого процесу коеволюції межвидовое взаємодія може постійно посилюватися і заглиблюватися, а результат цього процесу ми можемо спостерігати в природі як пару видів, загнали один одного в колію все більш і більш поглиблюється спеціалізації. У зв'язку з викладеними основами існують великий комплекс "законів" і закономірностей встановлення відповідності між організмами і змінюється середовищем. Вони відображаються в наступних основних поняттях. Необхідно знати їх сутність, причини і наслідки. АДАПТАЦІЯ І АБАПТАЦІЯ: Це, насамперед, адаптація та абаптація, пристосованість, конвергенція і паралелізм, схожість, екотипи, генетичний поліморфізм. Від повної відповідності залежить виживаність організмів. В одних умовах індивідуум виживає й розмножується, в інших - ні. Природа здійснює відбір. Природний відбір йде за рахунок адаптації та абаптаціі. Адаптуючись, спадкові властивості популяцій можуть у ряді поколінь змінюватися. У цьому випадку говорять, що має місце еволюція за допомогою природного відбору. Але в такому випадку не позбавлене сенсу, що особини даного покоління "абаптірованИ" умовами, в яких жили попередні покоління. Умови минулого - фільтр, через який деякі сполучення ознак просочилися в сьогодення; але мабуть, організми адаптовані ("пригнані") до умов нинішнім лише остільки, оскільки останні зазвичай подібні з умовами минулого. Організми не призначені, не адаптовані ні для сьогодення, ні для майбутнього і ні до справжньому, ні до майбутнього не пристосовані - вони являють собою живі слідства власного минулого. Приставка "ad" - означає додавання або посилення, а "ав" - означає відібрання. Відповідно, якщо "адаптація" - це додаток пристосованості, то "абаптація" - відібрання пристосованості.
ПРИСТОСОВАНІСТЬ
Це поняття відносне, а не абсолютне. Пристосованість - це відносний внесок особин в чисельність майбутніх поколінь, тобто найбільш пристосовані особини популяції - ті, чисельність потомства яких найбільш велика в порівнянні з чисельністю потомства, залишеного іншими, менш пристосованими особинами тієї ж популяції. Важливо пам'ятати, що серед пристосувань організмів до середовища, що виникають у результаті еволюції найбільш наочними можна вважати морфологічні адаптації (морфо-форма; адаптація - пристосування, тобто особливості зовнішньої будови рослин і тварин.)
КОНВЕРГЕНЦІЯ І паралелізм
Це своєрідні шляхи пошуку способу відповідності між організмами і середовищем. Відповідність між організмом і середовищем проявляється у подібності будови і способу життя організмів, які мешкають в подібних умовах, але належать до різних гілок еволюційного древа тобто між ними відсутній родинний зв'язок, яка могла б служити джерелом виникнення загальних ознак або властивостей. Це спростовує уявлення про те, ніби кожному типу середовища існування відповідає один і тільки один варіант "досконалого організму". середу зумовила виникнення аналогічних (тобто схожих організмів по зовнішньому будові або функціям). Наприклад акула (риба) схожа з пінгвіном (птицею) і подібна з дельфіном (ссавцям). Всі вони походять від єдиного предка - плазуни (мал.). Але вони не гомологични (тобто вони не походять від одних і тих же структур, наявних у спільних предків). Така еволюція називається конвергентної. Таким чином, всі згадані великі водні хижаки виникли в різних групах: серед риб, птахів і ссавців. Саме під впливом зовнішніх факторів одне і теж властивість досягнуто абсолютно в різних вихідних положеннях організмів у процесі еволюційного розвитку. Вони подібні зовні, але глибоко різні за внутрішньою будовою та обміну речовин, що зумовлено глибокими відмінностями еволюційної історії. Н. Ф. Реймерс (1990 р.) наводить п'ять варіантів конвергенції. З них підкреслимо два - один суто біологічний і один геоморфологічний. Порівняння їх дає можливість зрозуміти істота конвергенції. Отже, конвергенція - це виникнення у різних за походженням видів і біологічних спільнот східних зовнішніх ознак в результаті аналогічного способу життя та пристосування до близьких умов середовища (наприклад, форма тіла у акули і дельфіна, вигляд листяних лісів північних частин Євразії та Північної Америки). Конвергенція форм рельєфу - зовнішнє часто тимчасове схожість форм рельєфу різного походження та геологічного складу. Відповідно до словника-довідника з екології (К.М.Ситнік та ін 1994 р.) - конвергенція - виникнення у разл. груп організмів східних зовнішніх ознак в результаті аналогічного способу життя, адаптації до схожим умов середовища і однаково спрямованого відбору природного. К. - може зачіпати особливості будови будь-яких органів: схожість форми тіла і органів бистроплавающіх риб і ссавців, видозмін вегетативних органів рослин і т. д. Разом з тим, зовнішню схожість і близький образ життя можуть бути отримані й іншим шляхом так званої паралельної еволюцією тобто коли в різних систематичних групах (наприклад, в плацентарних і сумчастих) під впливом середовища відбуваються паралельні зміни, що призводять до виникнення певних екологічних форм. Наприклад, серед хижаків собачого типу у плацентарних є вовк, у сумчастих - сумчастий вовк. Інший приклад, у тварин провідних підземний спосіб життя і харчуються рослинами є: у плацентарних - кріт, у сумчастих - сумчастий кріт. Розглядаючи конвергентну і паралельну еволюцію видно, що більшості випадків природні спільноти включають цілу гаму життєвих форм з різноманітними біологічними властивостями. М. Бигон підкреслює , що аналіз відповідності між організмами і середовищем не повинно зводиться лише до "висмикування" з різних спільнот організмів, сильно нагадують один одного зовнішнім виглядом і способом життя. Важливо пам'ятати, що відповідність між організмами і середовищем іноді може виявлятися не стільки в кидається в очі зовнішній схожості, скільки у подібності трофическом (у тому, ніж тварина харчується і хто їм харчується). Розглянувши вище зазначені типи еволюції слід підкреслити, що крім названих існують і інші типи еволюції, наприклад еволюція сполучена і т.д. Еволюція - це природно спрямований процес історичного розвитку живої природи, спровождающійся виникненням, зміною та вимиранням видів, перетворенням екосистем (біогеоценозів) і біосфери в цілому.
СХОДСТВО між Співтовариством і несходства ФОРМ ВСЕРЕДИНІ СПІЛЬНОТ Описати і виміряти схожість (яких двох областей) надзвичайно важка справа. Часто-густо воно проявляється в "архітектурі" різних рослин, а її не так-то просто описати кількісно. У цьому полягає причина частого вживання розпливчастих, якісних термінів - таких як "чагарник", "закустареннимі кочкарники", "груба поросль" і т.д. Були серйозні спроби розробити та уточнити способи опису життєвих форм вищих рослин, не залежного від їх таксономічної приналежності. Найпростіший, а у багатьох відношеннях і найбільш задовільною класифікацією життєвих форм рослин, що не враховує їх систематичного положення, до цих пір залишається класифікація, запропонована датським ботаніком Раунклером (Raunkiaer, 1934). 1. у природі не буває однорідних середовищ існування; 2. всередині більшості (бути може всіх) місць існування маються градієнти умов або доступних ресурсів. Ці градієнти бувають просторовими або тимчасовими; останні, в свою чергу, можуть бути циклічними (наприклад, з добовою або сезонною ритмікою) спрямованими (накопичення забруднюючої речовини в озері) або безладними (пов'язаними з пожежами, градом і тайфунами). 3. поява в деякій частині місцеперебування одних організмів негайно ж підвищує її різноманітність для інших.
екотип
Термін "екотип" був вперше використаний стосовно до деяких рослинам - для опису внутрішньовидових генетичних зумовлених локальних відповідностей між організмами і середовищем . За Н. Ф. Реймерс - сукупність особин будь-якого виду організмів, пристосована до умов місця проживання і володіє успадкованими ознаками, зумовленими екологічно. екотип (по Ситнику К.М. та ін 1994) - група особин будь-якого виду, пристосованих до умовами певного місцепроживання і відрізняється від інших особин того ж виду спадково закріпленими морфологічними і фізіологічними особливостями. екотип є початковою формою видоутворення. Слід розуміти, що якщо у сукупності особин виникли які-небудь особливості в зв'язку з особливостями місцеперебування, але при перенесенні їх на нове місцепроживання ці особливості зникають, то це вже не екотип. Таким чином, виходить, що це відносно стійкі особливості, які формуються в результаті специфіки місцеперебування організмів. Наприклад, у М.Бігона наводиться випадок із місцем життя організмів в умовах підвищеної концентрації важких металів. Так, рослини , що росли під огорожею з оцинкованого заліза, придбали стійкість до цинку не більше ніж за 25 років. Є відомості про формування такої стійкості за 300 років. Зміни настають у формі зростання, потреби до води і початку вегетації, річному циклі зростання, тривалості життя і " силі зростання ", термінах цвітіння, реакції на біогенні елементи і, нарешті, в стійкості до токсичних металів. Генетичний поліморфізм
Поліморфізм (по Ситнику К.М., 1994) - існування в межах одного виду рослин або тварин двох (диморфізм) або більше груп особин з різко відрізняються ознаками. Виділяють сезонний поліморфізм - варіабельність особин послідовних поколінь протягом року (наприклад, літні та осінні форми деяких метеликів, весняні та осінні форми дзвіночків і ін рослин). Статевий поліморфізм (наприклад, у бджіл - трутні, робочі бджоли, матки). Віковий поліморфізм (наприклад, різні види спороношения в багатьох грибів). Поліморфізм має велике біологічне значення, оскільки дозволяє увазі існувати в контрастних умовах середовища, а також дає матеріал для видоутворення шляхом дивергенції ознак різних груп особин, що складають поліморфний ряд. Це ще більш детальний аналіз популяційних структур для виявлення мінливості всередині невеликих локальних популяцій. Саме така мінливість відома як поліморфізм. Генетичний поліморфізм - це "співіснування в межах одного і того ж місцеперебування двох або більше виразного помітних внутрішньовидових форм, причому в таких співвідношеннях, що постійна присутність рідкісної з цих форм не може бути віднесено тільки за рахунок безперервного мутагенезу та імміграції" (Ford, 1940) . Генетичний поліморфізм відображає локалізовані відповідності між рослинами і локальними особливостями місцеперебування. Далеко не всі зміни відображають відповідність між організмами і середовищем. Можуть навпаки спостерігатися невідповідності (коли одна форма проникає в місцепроживання інший, або одна форма витісняє іншу, краще пристосовану до умов, що змінилися, такий поліморфізм називається минущим. Саме він переважає оскільки умови весь час змінюються і жодна популяція ніколи не встигає за зміненими умовами. Досвід з конюшиною показав (викопували, садили в теплицю і знову повертали, але в різні місця), що кожна особина, різновид розподіляється і росте краще там, де росла раніше, тобто кожна з них відповідає локальним біотичних умов існування. Мінливість хоча б частково обумовлена генетично, і відображає відповідність між організмами і середовищем. Прикладом поліморфізму у тварин може служити поліморфізм в популяціях равлики. Вони займають самі різні місцеперебування. Для того, щоб уникнути знищення хижаками (в даному випадку дроздами) вони змінюють колір раковини і малюнок на ній. Таким чином, будь-яка равлик полиморфна або за кольором, або по малюнку. Є фенотипический поліморфізм - якщо рослина, пристосовуючись до середовища (водної) несе на собі листя більш, ніж одного типу, тим самим розширюючи межі коливання рівня води, забезпечуючи ефект життєдіяльності.
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "2.7. Проблемна лекція 2.4. По модулю 2" Основи традиційної екології ": - Організми" |
||
|
||